【正文】 5） 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 由上可知： xP —蝸輪端面周節(jié)； ? 0a —蝸輪理論半包角； 24 2? —蝸輪分度圓齒厚所對中心角 2 ?? ? ? ? ? 數(shù)據(jù)帶入公式（ 45）得 2 1 0 . 0 1 c o s 4 . 5 2 2 . 7 4 3 4 ta n ( 2 4 3 . 6 )2fS ? ? ? ? ? ? ? ? 代入公式（ 42）（ 44）得 2287 . 0 3 1 9 7 . 4 5c o s 4 5fA m m? ? ?? 36. 22 75 10 0. 5 19 7. 45 M P a? ????? 對于錫青銅齒圈 ??? 取 ? 查手冊取鑄錫磷青銅，砂模鑄造，抗拉強(qiáng)度 225b MPa? ? [7] ? ? 0 .5 1 1 2 .5b M Pa? ?? 則 ????? ，滿足要求。 故取 12 22d mm? ? ，半聯(lián)軸器的長度 52L mm? 。56 45d mm? ? ，45 42d mm? ? 。 所以，可求得： 3 4 7 8 46l l m m??? ? ? ?， 4 5 6 7 ( 6 8 2 7 . 7 5 2 8 2 )3 3 . 7 52ll l m m?? ? ? ? ? ? ?? ? ? 至此，已初步確定了軸的各段直徑和長度。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸的右端面間的 距離20l mm? ，故取 23 40l mm? ? . 5) 為避免蝸輪與箱體內(nèi)壁干涉，應(yīng)取箱體內(nèi)壁凸臺之間距離略大于蝸輪的最大直徑，取內(nèi)壁距離 175l mm?? ，考慮到箱體的鑄造誤差，在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離 S ，取 8S mm? 。 2) 初步選擇滾動軸承，因軸承同時受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) 23 28d mm? ? ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30207，其尺寸為 3 5 7 2 1 8 .2 5d D T m m? ? ? ? ?，故 3 4 7 8 35d d m????。 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 62，取 0=105A ，根據(jù)公式 13min 01PdAn?? (46) 其中 1n —軸的轉(zhuǎn)速 ， 940r/min 1P—軸傳遞的功率 , mind —計(jì)算截面處的軸的直徑， mm 將數(shù)據(jù)代入公式（ 46）得： 3m i n 1 . 4 71 0 5 1 2 . 2940d m m? ? ? 輸出軸的最小直徑是按照聯(lián)軸器處軸的直徑12d? ，為了使所選的軸的直徑 12d? 與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需同時選取聯(lián)軸器的型號。 25839。 cfpFz A k???? （ 42） 其中 cF —作用于蝸輪齒面上的及摩擦力影響的載荷 39。 由于軸承變形增加了蝸桿軸向位移，使蝸輪承受的載荷集中在 2－ 3個齒上。 由于準(zhǔn)平行二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿為新型的蝸桿 ,它的優(yōu)點(diǎn)是 :接觸面大 ,導(dǎo)程角 ? ,它的值穩(wěn)定且 ?一定 ,則潤滑好 ,接觸面大應(yīng)直接根據(jù) “原始型 ”傳動蝸桿設(shè)計(jì)參數(shù)。 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 3 查得蝸輪 材料的許用接觸應(yīng)力為： ? ? 2190 /H N mm? ? 由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 5 查得蝸輪材料的許用彎曲應(yīng)力為： ? ? 244 /F N mm? ? 確定蝸桿頭數(shù) 1Z 及蝸輪齒數(shù) 2Z 由《 機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－ 6： 選取 1Z1? 則 21Z Z i 1 5 0 5 0? ? ? ? ? 故取 2Z 50? 驗(yàn)算滾筒的速度 實(shí)際傳動比： 50i? 工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速： m 4 0 rn ??滾筒 鋼絲繩的提升速度，假設(shè)滾筒直徑 250 ㎝： 39。 此種蝸輪副承載能力大，傳動效高，耐磨損，可廣泛地向用于冶金，礦山、化工、建筑，橡塑，船舶等各種行業(yè)中。 各軸功率計(jì)算 蝸桿軸 1 0 1 1 .5 0 .9 8 1 .4 7P P k w?? ? ? ? 蝸輪軸 ? ? 222 1 2 3 1 . 4 7 0 . 7 0 . 9 8 0 . 9 7P P k w??? ? ? ? ? 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算 蝸桿軸 min9401 rn ? 蝸輪軸 m 4 012 rinnn ???? 滾筒 各軸輸入扭矩的計(jì)算 蝸桿軸 11 1P 1 . 4 7T 9 5 5 0 9 5 5 0 1 4 . 9 3 N m mn 9 4 0? ? ? ? ? ? 蝸輪軸 22 2P 0 . 9 7T 9 5 5 0 9 5 5 0 4 9 2 . 7 4 N m mn 1 8 . 8? ? ? ? ? ? 表 33 參數(shù)列表 軸 名 功率 Kw 轉(zhuǎn)速 minr 扭矩 Nmm? 蝸桿軸 940 蝸輪軸 礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計(jì) 11 4 減速器部件的選擇計(jì)算 蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 選擇蝸桿、蝸輪材料 ，其蝸桿大多是圓柱形的，最為普遍的是阿基米德蝸桿（其端面齒形為阿基米德螺線），此外還有漸開線蝸桿（其端面齒形為漸開線），圓弧 圓柱蝸桿（其軸剖面齒廓為凹圓?。?。各軸的功率和轉(zhuǎn)矩均按輸入值進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算時所用電動機(jī)輸出功率可選工作機(jī)所需電動機(jī)功率或電動機(jī)額定功率。 經(jīng)過上面的分析和計(jì)算，本文選用的 YB100L6 礦山專用電機(jī)，其主要參數(shù)如下： 電動機(jī)額定功率 ： kw? ； 電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 ： min940 rn? ； 電壓 ： 380UV? ； 電流 ： ? 。 (3) 蝸桿傳動的效率與蝸桿頭數(shù) z1 有關(guān)，應(yīng)先初選頭數(shù)后，然后估計(jì)效率。 一般來說，在礦山上每次提升的礦物的質(zhì)量為 450m Kg? ，電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 9 /minm ，那么其提升重量為： 4 5 0 9 . 8 4 4 1 0FN? ? ? 滾筒的切向線速度為： 9 /60v m s?? 將數(shù)據(jù)代入式（ 31）可以得： 礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計(jì) 9 39。其額定功率等于或略大于電動機(jī)所需的輸出功率。方案比較見下表 31： 表 31 參數(shù)列表 型號 額定功率（ kw ） 額定轉(zhuǎn)速（ minr ） 效率（％） 重量（㎏） YB90L6 910 149 YB100L6 940 166 YB112M6 970 215 經(jīng)比較，選用電動機(jī)型號為 YB100L6，其外形結(jié)構(gòu)如圖 ： 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 圖 礦山專用電機(jī) 電動機(jī)的容量 電動機(jī)的功率（容量）選得合適與否，對電動機(jī)的工作和經(jīng)濟(jì)性有較大的影響，小于工作要求時，不能保證工作機(jī)正常工作，還會造成電動機(jī)因長期過載而過早損壞。容量選得過小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動機(jī)因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動機(jī)的價格高，能力又不能充分利用，而且由于電動機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。根據(jù) 不同防護(hù)要求，電動機(jī)有開啟式、防護(hù)式、封閉自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)型式。該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機(jī)、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。 根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級蝸桿減速器，傳遞路線為：電動機(jī) —聯(lián)軸器 —減速器 —聯(lián)軸器 —滾筒。 ③ 中心距過大時將導(dǎo)致齒輪傳動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)龐大、笨重，因此，不適宜中心距較大的場合。 (4)結(jié)構(gòu)緊湊，工作可靠，壽命長。傳遞的功率小至低于 lW (如儀表中的齒輪傳動 )，大至5l04kW(如蝸輪發(fā)動機(jī)的減速器 )，甚至高達(dá) ll05kW。在工程機(jī)械、礦山機(jī)械、冶金機(jī)械、各種機(jī)床及儀器、儀表工業(yè)中被廣泛地用來傳遞運(yùn)動和動力。齒輪副是線接觸的高副。因此磨礦山絞車 TP 環(huán)面蝸桿減速器的設(shè)計(jì) 5 損較大；當(dāng)蝸桿傳動具有自鎖性時，效率僅為 左右。 (2)在桿蝸傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時嚙合的齒對又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。 設(shè)計(jì)方案有如下兩種： 圖 方案一 ：蝸桿傳動類型 蝸桿傳動是在空間交錯的兩軸之間傳遞運(yùn)動和動力的一種機(jī)構(gòu)，兩軸交錯的夾角可為任意值，常用的為 90 度，這種傳動由于具有下述特點(diǎn)，故應(yīng)用頗為廣泛。 合理的傳動系統(tǒng)方案，除了應(yīng)滿足工作機(jī)性能要求、適合工況條件及工作可靠外，還應(yīng)使傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、效率高及便于使用和維護(hù)等。 無錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 2 選定設(shè)計(jì)方案 根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書，該傳動方案的設(shè)計(jì)包括原動機(jī)和傳動裝置兩部分。對一些由專門工廠大批生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)件主要是根據(jù)機(jī)器工作要求和承載能力計(jì)算，在標(biāo)準(zhǔn)中合理選擇。 現(xiàn)在世界礦山卷揚(yáng)機(jī)的應(yīng)用依然十分看重，在不斷的發(fā)展和完善設(shè)計(jì)，都在追求高效的提升設(shè)備，以便最大效率的完成生產(chǎn)任務(wù)創(chuàng)造更大的生產(chǎn)價值，為此，世界卷揚(yáng)機(jī)的發(fā)展和設(shè)計(jì)業(yè)是進(jìn)一步研究提升設(shè)備的基礎(chǔ)理論，確定合理的提升方式及運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)，改造現(xiàn)有提升設(shè)備，采用最新技術(shù)、最新工藝、使其不斷體積小、質(zhì)量輕，提升能力大，運(yùn)行準(zhǔn)確可靠和高度集中化自動化方向發(fā)展。這次設(shè)計(jì)分兩種機(jī)型，一種為基本型（電控卷揚(yáng)機(jī)），一種為溜放型（手控卷揚(yáng)機(jī)）。在此期間，由于石化工業(yè)的發(fā)展，大型設(shè)備很多，都需要吊裝，如一些大型反 應(yīng)塔，塔的高度達(dá)七八十米，質(zhì)量達(dá)五六百噸，就需要有大型吊裝用的卷揚(yáng)機(jī)，因而各廠家相繼生產(chǎn)了 20t和 30t卷揚(yáng)機(jī)，滿足了經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。慢速卷揚(yáng)機(jī)的基型為閉式傳動（圓柱齒輪傳動或蝸桿傳動減速器）、電磁鐵制動結(jié)構(gòu)。在調(diào)查的基礎(chǔ)上，開始自行設(shè)計(jì)和制造新的卷揚(yáng)機(jī)，先后試制了 、 1t、 3t電動卷揚(yáng)機(jī)，但由于對當(dāng)時各廠家的生產(chǎn)能力估計(jì)不足，無法推廣。由于當(dāng)時生產(chǎn)力不高，卷揚(yáng)機(jī)的需求量亦不多，故這段時間國內(nèi)卷揚(yáng)機(jī)的生產(chǎn)主要是仿制。對安裝就位或敏感的物料，能用較小速度。卷揚(yáng)機(jī)分為手動卷揚(yáng)機(jī)和電動卷揚(yáng)機(jī)兩種。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。工作條件：蝸桿轉(zhuǎn)速不超過 1500 minr ；工作環(huán)境溫度為 +40～ 40℃ ，當(dāng)工作環(huán)境溫度 0℃ 以下時，啟動前潤滑油必須加熱到 0℃ 以上，或采用低凝固點(diǎn)的潤滑油；當(dāng) 環(huán)境溫度超過 40℃ 時，需采取強(qiáng)迫冷卻措施?；緟?shù)采取優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊、零件通用性和互換性強(qiáng)、系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。卷揚(yáng)機(jī)是一種常見的提升設(shè)備，其傳動裝置的設(shè)計(jì)有多種多樣，如皮帶減速器、鏈條減速器、齒輪減速器、蝸輪蝸桿減速器等等。 PT toroidal worm。 四、接受任務(wù)學(xué)生： 機(jī)械 91 班 姓名 奚 天 洋 五、開始及完成日期： 自 20xx 年 11 月 12 日 至 20xx 年 5 月 25 日 六、設(shè)計(jì)（論文）指導(dǎo)（或顧問）： 指導(dǎo)教師 簽名 簽名 簽名 教 研 室 主 任 〔 學(xué)科組組長研究所所長 〕 簽名 系